陕北米脂出土汉代玉覆面和玉鞋的实验室清理及复原研究

黄晓娟，赵西晨，严 静

(1. 西北大学文化遗产学院，陕西西安 710068； 2． 陕西省考古研究院，陕西西安 710054)

0 引 言

考古学是通过古代人类各种活动遗留下的实物来研究人类古代社会历史的一门科学[1]。其研究对象主要是古代人类活动遗留下来的实物资料[2]，是古代历史、文化、科技和艺术等各种信息的载体。只有对其全面细致的收集，才有助于解读当时社会的真实状况，包括社会结构、文化内涵、科技水平等。然而，考古发掘中出土的这些供人研究的实物资料，除去通常所见的器型、强度尚好，可以直接起取出来的各类文物外，还有性质脆弱、难以保存的有机质文物。它们受埋藏环境影响较大，出土时糟朽严重、或仅以遗迹形式存在—有型而不成器。对应于质地强度尚好的文物，它们难以实物形式保留下来，从而影响到资料的完整性。因此，同等条件下最大限度辨别遗迹、获取信息，并有效地保护，是考古工作追求的目标和首要任务。在考古发掘过程中，随着现场保护技术的介入、各种现代技术手段的引入，整体提取开展实验室考古[3]等手段，在各类文化遗存的清理与记录、遗迹现象的分析与辨别、脆弱文物的提取与保护等方面发挥出极大作用。多种手段结合、多学科合作的思路为许多考古发掘项目所采用[4-8]。本研究以陕北米脂出土玉覆面棺木的整体提取及实验室考古和复原工作为案例，论述这一过程中采取的方法、取得的成果、存在的问题和解决的办法，从而为类似工作提供借鉴。

在陕北米脂县银南新区卧虎湾基本建设的考古发掘工作中，位于该墓群中部偏东南处编号为103的汉代早期墓葬极为重要。该墓葬为竖穴土坑墓，虽经盗扰，但结构布局基本完整。在考古人员清理发掘的过程中，发现墓主人身体表面有大量玉制品覆盖，尤其是头部和脚部，整个被玉片所覆盖，排列有序。眼、鼻、口部有突出的立体表征。身体其他部位只能看见一些骨骼痕迹，在肩部的位置有一铜带钩，双手的位置各有一个玉璜，在脚上有大量的玉片堆叠摆放，最上面的玉片有明显的挪移痕迹，部分边缘可见红黑相间的漆皮痕迹，应为棺板髹漆的痕迹，呈不连续性分布，所以无法判断其结构和范围。棺内清理面不平整，左侧自左肩至左手明显有一凹坑。两腿骨痕迹依稀可见，头骨跟髋骨之间的范围有红、黑两色的残留物，疑为纺织品痕迹。

鉴于上述遗迹现象复杂，玉器排列组合关系不明等情况，现场无法详细研究玉片的连接关系。为了厘清棺木内装饰组件的结构、身体配饰的组合关系等原始埋葬情况，对整个棺木进行整体套箱提取，在实验室内进行微观发掘，以尽可能地提取和保存原始的考古学信息，并开展复原性研究工作。

1 工作方法

1.1 棺木的整体提取

整体提取是开展实验室清理发掘的前提。一般性流程首先是结合现场发掘情况，观察和分析提取对象的保存状况、与周边的关联因素，据此确定具体的搬迁范围和选择操作方法；其后就是做好记录，记录除去常规的考古照相、绘图、文字描述外，重点把现场观察到的遗迹现象记录下来、绘制提取图、标注提取范围，确保提取后实验室微观发掘与现场发掘资料的衔接；随后根据提取方法准备相应的材料及工具。

陕北米脂出土玉覆面棺木的提取采用木箱套取法。经过与现场发掘人员的事先沟通，先将提取范围预留出来，周边的其他遗物和痕迹在原址进行提取和清理，直至清理至椁室底板，最终保留的棺木范围大约呈长200cm、宽65cm、高30cm的区域等待提取。依据该棺木完成清理后保存的状况，提取人员对其进行了进一步的修整，包括沿四周下挖10cm至生土层。把定制好尺寸的木板按照预定位置沿四周包裹围挡安置，用水平尺进行水平校正，板与板之间再使用铁钉临时固定。原始清理过的表层用塑料薄膜覆盖隔离，防止水分蒸发。随后将表面和周边缝隙用土填实，再用石膏进行固定，确保运输安全。

四周进行围挡和表面完成固定的棺木整体，采取底部平铲掏槽，逐行使用木板托底，并用打包钢带逐条固定，直至整个棺木与底部土层分离形成完整的提取套箱。最后，对整体进行检查，加装底部承载梁，吊装并转运回实验室(图1)。

图1 M103棺木现场提取Fig.1 Lifting of the coffin in M103 on-site

1.2 信息的提取与记录

信息的提取与记录是支撑考古学研究主要的手段之一，只有全面、准确地记录更多的遗迹现象，才有可能准确地还原其原始形态，根据调查需要本研究所采用的信息提取记录方法如下

1) X光片的拍摄。重在通过拍摄了解器物、遗迹的整体布局。所使用的探伤机(SMART300HPX)经多次调试，确定的参数为100kV，3mA，1min，检测距离70cm。受底片规格所限，此次共拍摄了12张，并经处理拼接。

2) 多光谱照相。多光谱成像技术主要是以物体对不同波长光线的吸收存在差异为原理，通过对目标物体在特定光线波长中的光强度变化达到检测、辨别等目的，用于解决遗痕遗迹信息的提取。相比较于可见光照相，此次紫外荧光照相得到了较为清晰的人体骨骼痕迹照片。

3) 三维扫描及高清摄影。整个过程的三维扫描和高清照相，在于通过原始数据的积累为后期的数字化复原收集原始的数据，而高清照相的资料还是反映未清理前提取物中包含物的最原始状态。

4) 显微照片的拍摄。通过目视，可观察玉片的背面有不同种类的附着物，包括红色粉末状物质、白色结晶状物质、黑色和黄色纤维及纺织品痕迹。利用超景深电子显微镜通过微观视角观察痕迹，发现了玉片纹饰的加工痕迹、纺织纤维结构等迹象，对这些遗迹现象的辨别分析与综合判断，是还原原始状况的基础资料。

5) 样品提取。考古学研究首先需要发现，进而需要得到合理的解释，通过形态直观判断是一种最直接的方法，而进一步的证实则需要样品的提取。即把清理过程中发现的问题以样品的形式留存下来，再通过相应手段寻找答案。

本研究中靠近墓主人身体一面的玉片，大多都附着有粉末状红色物质。在玉覆面和玉鞋的玉片背面多处发现纤维残留物和纺织品痕迹。对这些残留的痕迹，按照不同的种类、不同出土部位进行样品提取，为后续的科学分析提供标本，也是复原研究的基础。

1.3 实验室微观发掘

实验室微观发掘是指对考古现场的特殊提取物，以微观信息提取、记录为主要目的，在实验室条件下进行精细、周到的第二次清理、发掘、保护和记录的过程，主要强调的是“发现”即在微观视角下发现更多的遗迹现象并且记录下来。

M103的室内工作是现场清理的延续。按照程序要求，清理前需拍摄照片，包括整体照片和局部细节照片。按照遗迹遗物的分布情况对整个棺木进行分区，在显微镜下对每个区域进行显微观察，记录清理前各种迹象，对覆盖在遗迹表面的土层厚度进行测量。清理工作重点关注头、脚以及纺织品遗痕等有机质文物残留部分。

1) 头部玉覆面的清理。玉覆面最长处长度29.4cm，最宽处24.4cm，似一个面具覆盖在头骨上。眼睛处玉片微微隆起，呈对称分布；鼻子处由三块形制较长的玉片三面覆盖组成，中间隆起。可看出嘴的位置，口中有口含一片。

提取前，先按照原始的位置在照片上给每片玉片编号。提取玉片时，按照预先的编号顺序，用裁纸刀在泡沫板上刻出与玉片大小相当的凹槽，将玉片逐一提取出来，放入凹槽。共提取两层，第一层提取84片，全部完整无残缺。第二层提取14片玉片，包括一片口含，除4#玉片保存状况较差，基本碎成小块，其他玉片均完整。

2) 脚部玉鞋的清理。脚部的情况比较复杂，由于在埋藏及发掘过程中，玉片的位置已经被扰乱。虽可以看出有鞋的形状，但具体的排列方式已混乱不清。为了弄清玉鞋的结构，首先从扰动相对较少的右脚玉鞋开始清理。

经过仔细清理可以发现，组成右脚玉鞋的玉片可分为六层，最上面的两层因在埋藏或发掘过程中受过扰动，排列顺序比较混乱；第三、四层的玉片受扰动较少，有一定的排列规律；第五层分布在脚踝周围；第六层由37片玉片组成靴子的鞋帮和鞋底，其中鞋帮玉片大小相近呈长方形，鞋底玉片大小、形状均有差异，包括有玉圭状玉片。

左脚玉鞋玉片扰乱严重，层位关系较右脚复杂。参照右脚清理方式，依据玉片自上而下的叠压关系，可确定分为10层。其中第十层与右脚的最下面一层情况相同。由大小不同的玉片组成鞋帮和鞋底外，其他各层因受扰严重，只能参照右脚按对称原则模拟复原。

3) 纺织品痕迹的清理。在考古发掘现场受仪器设备、清理条件以及发掘工期等因素限制，墓主人身体上的纺织品痕迹未能得到充分的关注和保护，因此纺织品痕迹已呈不连贯分布，难以了解其全面情况。但墓主人两腿之间所发现的纺织品痕迹，层位保存相对完整，对这部分纺织品进行清理和层位分析也可了解当时丧葬所用纺织品的大致状况。这次发现的纺织品痕迹有两种，一是由较细的纺织物纤维织成的平织纹，另一种为较粗的纤维织成的结构较为复杂的编织纹，其种类有待于对纺织品残留物进行进一步的分析检测。可以确定的是在紧挨着腿骨上下层的层位上均发现分布比较均匀且面积较大的朱砂痕迹，应是在墓主人腿部的上下层面均施用了朱砂，这可能与古人的埋葬习俗有关。

1.4 棺木底板遗迹标本的留存

遗迹现象在考古发掘中普遍存在，主要是有机质文物的残留物，受埋藏环境影响，出土时有型而不成器，但同样是考古研究的实物资料。本研究中在进行棺木底板预清理时，发现较为清晰的木质痕迹，对其进行了提取保留。

棺木底部清理中发现木材痕迹比较清晰完整，推测应该是棺底板或椁板的痕迹。提取沿用类似壁画揭取的方法，先对痕迹进行适当烘干，再用B-72乙酸乙酯溶液进行喷涂渗透加固。浓度从2%开始，依次增加，反复加固多遍。用木工板和角铁制作棺底板痕迹支托，用纱布B-72乙酸乙酯溶液粘贴加固底面，将整个木板痕迹整体提取出来，放置在支托上。再对上表面进行清理，把完整清晰的木质痕迹保留做文物标本供研究(图2)。

图2 木质痕迹整体保存Fig.2 Complete infrabasal plate remains of the coffin

1.5 科学检测分析

利用X光衍射技术、拉曼光谱检测技术等方法对取自不同部位、外观质感差异的玉片进行了检测分析。利用扫描电镜能谱分析结合红外光谱分析技术，对玉片表面附着的纺织品残留物进行了检测分析。

2 结 果

M103棺木采取的现场整体提取、实验室微观发掘方式，基本厘清了墓主人身体装饰的布局状况，为复原提供了直接依据。

2.1 图像信息揭示了棺木构造

X光拍摄结果清晰显示了木棺、墓主人身体及棺板痕迹的结构(图3)。图像显示玉片集中在头、脚部及双手玉握；在肩部有一个铜质带钩；零散分布的影像痕迹经清理确认为木板痕迹。除此，在可见遗迹下层再无其他随葬物。

图3 棺木整体X光照片Fig.3 X-Ray photo of the coffin

紫外荧光照相显示出墓主人的头骨、脊椎骨、右臂骨骼、盆骨以及两腿骨骨骼痕迹保存完整(图4)。而左臂骨骼已不见痕迹，同时腿骨的痕迹一直延伸到玉鞋的顶端，而不见脚趾骨的痕迹。可见埋葬时玉鞋套应该是穿在墓主人的脚上的。以上图像信息的捕捉可再现当时埋葬时的状况。

(a) 可见光照片

(b) 紫外光照片图4 遗迹的可见光照片与紫外光照片Fig.4 Visible photo and ultraviolet photo of the remains in the coffin

2.2 资料提取复原了身体装饰

由于面部的玉片排列顺序相对保存较完整，未受到扰乱。在复原时为了反映其在墓葬中的原始位置，依据未清理前的三维扫描数据，利用3D打印产生与原始曲度相同的面部模型，将玉片复原在模型上。由于玉片背面存在大量纺织品痕迹(图5)，且除个别玉片外，其他玉片上未发现用于玉片间连接的穿孔， 推测玉片应是缝缀或粘贴在某种纺织品上而制成一个完整的覆面(图6a、b)。

图5 不同痕迹的显微照片Fig.5 Micrographs of different remains

右脚玉片相对结构清晰、排列关系较完整，玉鞋各个部分的原始关系也比较明确。可确定为5个部分，分别是内、外、前、后及鞋底，第六层可体现玉鞋完整的外侧和部分鞋底，在此排列基础上依据叠压关系复原其他部位(图6)。与覆面情况相同，在组成玉鞋的玉片上存留的纺织品痕迹，也能确定玉鞋是附着在纺织品上的。

2.3 科学分析确定了材质性质

拉曼光谱分析结果显示，透闪石玉是组成玉覆面及玉鞋的主要玉种，此外还有少量蛇纹石玉和石英岩玉。由纺织品痕迹残留物的扫描电镜分析结果可知，纤维纵向呈圆管状(图7)，表面粗糙、有纵向缝隙和孔洞及横向刀刻纹，无天然转曲。这些特征与大麻纤维特征较为相似，所以初步推断为大麻纤维[9]。织物可能是用于承托和固定玉片。

玉片的加工痕迹显示，可能是受工艺水平限制，或制作时间紧张，其制作较粗糙(图5)。

玉片表面附着的红色粉末拉曼光谱分析结果显示，特征峰分别位于253cm-1，285cm-1和347cm-1附近，与红色颜料朱砂的特征峰吻合。

图6 玉覆面及玉鞋套的复原Fig.6 Restoration of the jade mask and shoes

图7 玉片表面附着纺织品痕迹及其扫描电镜照片Fig.7 The residues of textile on the jade and its SEM photo

3 讨 论

此项工作是精细化考古与多种科技手段结合运用的体现。究竟如何科学有效结合，最大限度发挥其效能、确保效果，相关学者对考古现场文物保护的任务和内容已有详尽的论述[10-11]。笔者以为，在考古发掘中主要涉及“及时性”与“合理性”的问题[12]，其中“及时性”强调的是介入的时效性，主要通过合理规划与发掘工作同步开展来完成；而“合理性”是指根据文物自身情况，因地制宜采取合理技术措施，保障出土文物完整，使更多考古资料、文物遗迹信息得到有效提取和记录，它是指理论实践与方法的合理选择，需要大量的实践积累以及在经验教训总结的基础上来完成。当然，如果在某些环节考虑周全，或进一步兼顾现场与室内的有效衔接，密切两者之间关联，无疑效果更加明显。

3.1 现场保护是实验室考古的基础和前提

1) 提取范围直接影响实验室考古清理内容的完整性。通过考古发掘中现场保护人员的参与，重点关注发掘过程中清理状况，及时提出建设性意见，有效选择合理的技术方法辅助发掘工作的进行。如果此次在提取棺木之前，现场人员注意到棺木痕迹之外仍有漆皮痕迹，将提取范围稍作扩充，或许整个埋葬使用的棺椁结构就可以完整保留下来。

除此之外，在发掘现场保护的整个过程中，考古工作者和文物保护工作者还应密切关注周围环境对所要保护的文物及遗存的影响。如天气情况、地下水位情况甚至是墓坑壁的安全支护情况等，这些因素都可能对所要保护的遗迹造成损毁或使之消失的危险。

2) 技术手段的提前介入可使信息的原真性得以保留。以前的现场保护中，多以对文物或遗迹的稳定性处理为主，而对利用现代科技手段记录现场发掘中的诸多痕迹信息的工作开展的不多。然而，很多遗迹信息可能在考古现场清理、稳定性保护处理或转移运输的过程中被忽略、破坏或损失其完整性。

像M103现场发掘过程中的纺织品、棺木等痕迹迹象，肉眼很难发现而被忽略。如果在对棺木内遗迹做清理之前，运用显微镜、高清摄影、多光谱照相等手段，对被清理的遗迹表面进行观察和记录。判断棺木内的有机物残留痕迹的范围，或许可使墓主人的骨骼痕迹得以完整保留，从而使原真性信息得到更多的保存。

3) 提取内容的埋藏环境与实验室保护的关系密切。为了后期对文化遗迹和遗物的保存提供参考，对埋藏环境的诸多影响因素的调查也是现场保护的必要内容。如对土壤状况，遗迹遗物间相互的摆放关系等情况的调查是后期实验室考古过程中诸多疑问得以顺利解决的佐证。

3.2 现场保护与实验室考古的有效衔接

实验室考古工作其实是一个集考古清理、文物保护、科学研究于一体的工作。所以要求工作人员既具备基本的考古学常识，又可以对清理过程中出现的遗迹遗物的保护问题做出正确的判断，采取适当的保护方法和措施。但是由于学科背景的限制，一个人要精通各方面的知识是很难做到的，所以就需要组织团队，在此团队中应该包括考古工作者、文物保护工作者以及文物科技研究者。在前期的现场保护工作中，文物保护工作者为考古工作者提供必要的参考意见以及技术支持，在后期的实验室清理工作中考古工作者应该作为顾问参与实验室清理的整个过程。这样才能使完整的、原始的考古学信息得以保留并为后续的研究所用。

3.3 现场保护与实验室考古中后期科技考古研究的关系

1) 相关样品的采集时间。对于文物样品，尤其是有机物样品，其采集时间应该在考古发掘现场，所有遗迹遗物未被采取任何措施之前采集。由于目前现场保护中应用的诸多保护材料均属于有机材料，会对后期文物样品的研究产生干扰，从而导致检测分析结果的偏差。所以样品采集的时间性关系着样品后期研究分析的准确性。

2) 有机残留物。对于植物考古、动物考古及体质人类学等学科方向的研究来说，其对象多涉及有机残留物的研究。但这些有机残留物往往取决于考古发掘现场是否能发现并关注这些遗迹，和如何对这些遗迹样品正确的提取。有些样品甚至是无法用肉眼识别的，往往存在于墓葬的土壤中，所以应根据不同的埋藏位置提取土壤样品，保留可能存在的有机残留物。

4 结 论

文物保护工作及时介入考古现场，完整保存了玉覆面和玉鞋的排列组合关系。文物保护人员的及时介入，对于现场原始信息的保存至关重要。在可靠的原始信息的基础上，才保证了对玉覆面和玉鞋进行了完整复原。现场保护的范围、科技手段的选择及相关样品的采集等方面对以后的工作均具有借鉴作用。现场提取范围涉及包裹内含物所反映信息的完整性，所以在现场提取之前，保护人员应与考古工作者进行充分的交流沟通，共同设定提取范围，保证后期考古学信息的完整性和关联性。根据现场保存状况和遗存性质选择合适的科技手段进行前期调查，可以最大限度地保存原始信息，避免遗迹遗痕因环境变化或后期转运过程中发生信息损失。

致谢： 感谢敦煌研究院柴勃隆，中国丝绸博物馆郑海玲等在实验方面给予的支持和帮助。

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